8精细化工过程与设备-第八章-固体干燥---副本

1、第八章 固体的干燥,8.1 概述 固体干燥是指含有含有水分或其他溶剂的固体湿物料，受热之后使其中的水分或其他溶剂汽化，除去湿分的单元操作。干燥过程不同于压榨、离心、过滤等机械去湿的分离过程，它是一个传热、传质的过程，可较为彻底地去除物料表面乃至内部的湿分。由于干燥过程中，湿分发生相变，所以与机械去湿相比，其能耗较大，费用较高。 干燥在许多领域都有广泛的应用。干燥的产品便于加工、运输、储存和使用。例如，化学肥料硝铵、尿素都是利用喷雾造粒的方法而获得粒度均匀的干颗粒产品；呈悬浮液状的染料或经过过滤所得的染料滤饼，若不经过干燥，湿物料在储存中就要发生分层，出现色差；食品工业中，干燥是食品保藏和食品加

2、工的重要手段之一，要长期保存食品，一般都采用干燥的方法。其它各行各业也都离不开干燥过程。 一，干燥方式 干燥过程中按热能传给湿物料的方式不同，可将干燥分成以下几类。,第八章 固体的干燥,（1）传导干燥 利用加热表面将热量传给湿物料，湿物料中的湿分汽化而与物料分开的干燥操作过程，称为传导干燥。由于该过程中湿物料与加热介质不直接接触，故又称为间接加热干燥。如果被干燥物料很稀或很湿时，则可采用传导加热。传导加热的热能利用率高，但干燥湿度比对流干燥高。 （2）对流干燥 将干燥介质（热空气等）送入干燥器，以对流传热方式，将热能传给湿物料，使物料中的水分（或溶剂）汽化，物料内部的水分（或溶剂）以气态或液态

3、形式扩散至物料表面，然后汽化的蒸汽从表面扩散至载热主体带出干燥器，这一干燥过程称为对流干燥。对流干燥过程中传质传热同时发生，干燥介质在将热量传给湿物料的同时，又将汽化的水分（或溶剂）带出干燥器，故干燥介质既是载热体又是载湿体，干燥介质在干燥过程中是降温增湿过程。,第八章 固体的干燥,（3）辐射干燥 热能以电磁波的形式由辐射器辐射至湿物料的表面，并被湿物料吸收转化为热能，而使水分或溶剂汽化，这一干燥过程称为辐射干燥。辐射器有电能辐射器（如用于发射红外线的灯泡）和热能辐射器，干燥过程中热能比较集中，适用于干燥固体扁平状物料。 （4）介电加热干燥 利用高频交流电压，以物料中介电损失所产生的内部热使湿

4、物料加热，水分汽化，物料被干燥。这种内部加热方式加热效率高，干燥时间短，但费用大，使用上也受到一定限制。 化工生产中应用最普遍的是以不饱和热空气为干燥介质的对流干燥。本章介绍的干燥设备也以这种干燥方式为主。,第八章 固体的干燥,二，对流干燥过程 1，对流干燥流程 图8.1为典型的对流干燥流程示意图，空气经预热器加热到适当温度后进入干燥器，在干燥器中，空气与湿物料直接接触，沿其行程，气体温度降低，湿含量增加，废气从干燥器另一端排出。对间隙干燥过程，湿物料成批放入干燥器内，待干燥至指定的含湿量要求后一次取出。对连续干燥过程，湿物料被连续地加入和排出，湿物料与空气可以是并流、逆流或其他形式接触。,图

5、8.1 典型的对流干燥流程示意图,第八章 固体的干燥,2，对流干燥过程的特点 在对流干燥过程中，经过预热的不饱和热空气从湿物料的表面流过，将热量传给湿物料，使物料表面水分汽化，汽化的水分由空气带走。干燥介质既是载热体又是载湿体，它将热量传给物料的同时，又把由物料中汽化出来的水分带走，所以，干燥是传热和传质同时进行的过程。传热的方向是由气相到固相，热空气与湿物料的温差是传热的推动力，传质的方向是由固相到气相，传质的推动力是物料表面的水汽分压与热空气中水汽分压之差。传热传质的方向相反，但密切相关，干燥速率由传热速率和传质速率共同控制。 干燥操作的必要条件是物料表面的水汽分压必须大于干燥介质（空气）

6、中的水汽分压，在其他条件相同的情况下，两者差别越大干燥操作进行得越快。所以干燥介质应及时将汽化的水汽带走，以维持一定的传质推动力。如果干燥介质被水汽所饱和，即物料表面的水汽分压等于干燥介质中的水汽分压，推动力为零，干燥操作停止。,第八章 固体的干燥,8.2 干燥设备 一，干燥器的分类 各种干燥器的分类方法很多，常见的有下面几种分类分类方法： （1）按操作压强分为常压或减压； （2）按操作方式分为间隙式与连续式； （3）按干燥介质类别分为空气、烟道气或其他干燥介质； （4）按干燥介质与物料流动方式分为并流、逆流和错流。 流动方式的选择，对干燥过程有重大意义，一方面会影响过程速率，另一方面也会影响

7、产品质量，下面对各种情况略加叙述。 在并流干燥器中，物料移动方向与干燥介质流动方向相同，过程中湿含量高的物料与温度高而湿含量小的介质在进口端相接触，此处干燥推动力大；而在出口端则湿含量较小的物料和湿含量较大的干燥介质相接触，因而干燥推动力小。所以并流的特点是推动力沿物料移动方向逐渐减少。它适用于下列情况下的物料干燥：,第八章 固体的干燥,物料在湿度较大时允许快速干燥而不会发生焦化现象的； 干燥后物料不能耐高温，即产物会发生分解、氧化等物理或化学性质变化的； 干燥后的物料吸湿性很小，否则干燥后的物料会从干燥介质中吸回水分，影响产品质量。 并流的缺点是由于推动力沿物料移动方向逐渐变小，所以在干燥的

8、最后阶段中，干燥推动力变得很小，干燥速度变慢，影响生产能力。 在逆流干燥器中，物料移动方向与干燥介质流动方向相反，入口处的湿度高的物料与湿度大、温度低的干燥介质接触；在出口端湿度低的物料与温度高湿度低的干燥介质相接触，因此干燥器内各部分的干燥推动力相差不大，分布比较均匀，适用于下列物料干燥： 物料在湿度较大时不允许快速干燥，以免此时物料发生龟裂等现象； 干燥后的物料可以耐高温，不会发生化学分解、氧化等现象； 干燥后的物料具有较大的吸湿性； 要求过程速度大，同时又要求物料干燥程度大。,第八章 固体的干燥,逆流干燥的缺点是：入口处的物料温度低而干燥介质湿度很大，接触时介质中的水汽会冷却而冷凝在物料

9、上，使物料湿度增加，使干燥时间增加，也影响生产能力。 为了弥补并、逆流干燥的缺点，并强化生产，有时采用并流-逆流或逆流-并流联合操作方式。 在错流干燥器中，物料移动方向与干燥介质流动方向垂直，物料表面各部分都与湿度小温度高的干燥介质相接触，所以干燥推动力于表面各部分都很大，由于这个特点错流干燥适用于下列物料干燥： 物料在温度高和低时都能进行快速干燥及耐高温； 要求过程速度大，而允许介质及能量消耗大一些。,第八章 固体的干燥,为了讨论方便起见，本章将干燥器分为下列四类，而且在每类中介绍一些典型的设备。 （1）间隙式常压干燥器：厢式干燥器； （2）间隙式减压干燥器：圆形减压干燥器；附有搅拌的减压干

10、燥器； （3）连续式常压干燥器：带式干燥器；回转式干燥器；滚筒式干燥器；圆筒式干燥器；气流干燥器；喷雾干燥器； （4）连续式减压干燥器：减压滚筒式干燥器。,第八章 固体的干燥,二，干燥设备 1，厢式干燥器 厢式干燥器即盘架式干燥器，有时称烘房，是目前还在使用的最古老的干燥器。图8.2所示为空气分段加热和废气部分循环的厢式干燥器。其主要结构是外壁绝热的厢式干燥室和放在小车支架上的放料盘。干燥室的大小和放料盘的多少，由所处理的物料量的多少和所需的干燥面积而定。放料盘为矩形浅盘，盘中的物料堆放厚度一般为10-100mm，放料盘分别设置成上、中、下三组，干燥室内设有翅片式空气加热器，并用风机造成循环流

11、动。 操作时，空气经空气预热器4加热到一定温度后，被风机3吸入，沿图8.2中箭头方向下行进入下部几层放料盘，再经空气预热器5加热后进入中部几层放料盘，再经空气预热器6加热后进入上部几层放料盘，当空气通过湿物料的表面时，将湿物料的水分汽化带走，从而达到干燥的目的。,第八章 固体的干燥,图8.2 厢式干燥器,1，干燥室；2，小车；3，送风机；4-6，空气预热器；7，螮阀,第八章 固体的干燥,第八章 固体的干燥,厢式干燥器的优点是构造简单、容易制造、适应性强，物料损失少，盘易请洗。主要缺点是物料得不到分散，干燥时间长；若物料量大，所需设备的容积也大；装卸物料劳动强度大，如需要定时将物料翻动或装卸时，

12、粉尘飞扬，环境污染严重；热利用率低；产品质量不均匀。 厢式干燥器多用于产量小、品种多、干燥条件变动大，干燥时间长的物料的干燥。,第八章 固体的干燥,下图为已定型生产的厢式干燥器。,图8.3 CT-C 型系列热风循环烘箱及定制烘车和烘盘,第八章 固体的干燥,CT-C 型系列热风循环烘箱。配用低噪音耐高温轴流风机和自动控温系统，整个循环系统全封闭，使烘箱的热效率从传统的烘房3-7%提高到目前的35-45%，最高热效率可达70%。大部分热风在箱内循环，热效率高，节约能源;利用强制通风作用，箱内设有可调式分风板，物料干燥均匀；热源可采用蒸汽、热水、电、远红外；整机噪音小，运转平衡，温度自控，安装维修方

13、便；可干燥各种物料，物料最终含水量1%。使用温度：蒸汽加热50140最高1 50；常用蒸汽压力0.02-0.8Mpa(0.28kg/cm2)；用电、远红外温度50350； 材料有碳钢、铝合金、不锈钢。.,第八章 固体的干燥,2，间隙式减压干燥器,图8.4 圆筒减压干燥器,1，外壳；2，盖；3，空心加热板；4，蒸汽连接管；5，蒸汽排出口,第八章 固体的干燥,（1）圆筒减压干燥器 圆筒减压干燥器由两段圆筒构成，外壳两端以盖密闭，干燥室内有若干空心加热板（或加热盘管），被干燥的物料置于此类加热板上的活动托盘中。加热板的一段通蒸汽连管，另一端通冷凝水排除器。因干燥而产生的水蒸气从顶部连接管导入冷却器，

14、如干燥所生成的蒸汽有价值而必须回收，如乙醇、乙醚等，则应采用有深冷效果的冷凝器，加以回收。 在减压下干燥时，在干燥的第一阶段，水分的排除强烈，物料温度接近于在该减压下水的沸点。但在干燥的第二阶段，物料的温度上升，接近于加热板的温度，而此时干燥速度却下降，物料可能发生过热，在操作上应注意。,第八章 固体的干燥,圆筒减压干燥器也已定型生产，见图8.5。,图8.5 FZG YZG方形、圆形静态真空干燥器,第八章 固体的干燥,真空干燥是将被干燥物料置于真空条件下进行加热干燥。它利用真空泵进行抽气抽湿，使工作室处于真空状态，物料的干燥速率大大加快，同时也节省了能源。 真空干燥设备分为静态干燥器和动态干燥

15、机。YZG圆筒形、FZG方形真空干燥机属于静态式真空干燥器。物料在静态干燥器内干燥时，物体处于静止状态,形体不会损坏。干燥前还可进行消毒处理；物料在动态干燥机内干燥时不停地翻动，干燥更均匀、充分。 真空状态下物料溶剂的沸点降低，所以适用于干燥不稳定或热敏性物料；真空干燥机有良好的密封性，所以又适合于干燥需回收溶剂和含强烈刺激、有毒气的物料。,第八章 固体的干燥,为了避免物料在静态干燥时发生过热现象，图8.6所示的是物料动态干燥的SZG双锥回转真空干燥机。 工作原理 SZG双锥回转真空干燥机为双锥形的回转罐体，罐内在真空状态下，向夹套内通入热水进行加热，热量通过罐体内壁与湿物料接触。湿物料吸热后

16、蒸发的水汽，通过真空泵经真空排气管被抽走。由于罐体内处于真空状态，且罐体的回转使物料不断的上下，内外翻动，故加快了物料的干燥速度，提高干燥效率，达到均匀干燥的目的。,图8.6 SZG系列双锥回转真空干燥机,第八章 固体的干燥,（2）真空耙式干燥器 其结构为一个带夹套的圆筒形装置，夹套内可以通人蒸汽、热水或导热油，圆筒的中心轴上装有浆式搅拌，用以搅拌物料，中心轴由筒外传动装置带动来回转动。 操作时，被干燥物料从壳体上方正中间加入，在不断正反转动的浆式搅拌的搅动下，物料沿轴向来回运动，物料与壳体壁接触时，表面不断更新，被干燥物料受到载热体的间接加热，使物料中的水分汽化，汽化的水分由真空泵及时排出。

17、由于操作真空度较高，一般在400700mmHg范围内，被干燥物料表面水蒸汽压力远大于干燥器壳体内蒸发空间的水蒸汽压力。从而有利于被干燥物料内部水分和表面水分的排出，达到干燥的目的。 依据物料性质和工艺要求的不同，真空耙式干燥器需配置干式除尘器、湿式除尘器、冷凝器、冷凝液受槽、真空泵等组成干燥单元操作。 真空耙式干燥器具有结构简单，操作方便，使用周期长，性能稳定可靠，蒸汽耗量小，适用性能强，产品质量好，特别适用于不耐高温、易燃、调温下易氧化的膏状物料的干燥。该干燥器也已有定型生产。,第八章 固体的干燥,真空耙式干燥器结构及工作原理示意图,第八章 固体的干燥,图8.8 真空耙式干燥器,图8.9 真

18、空耙式干燥器结构示意图,1，壳体；2，耙齿；3，出料装置；4，加料装置；5，粉碎棒； 6，密封装置；7，搅拌轴；8，传动装置,第八章 固体的干燥,第八章 固体的干燥,3，连续式常压干燥器 （1）带式干燥器 带式干燥器是使用环带作为物料氶载和输送装置的干燥器。可以用一根环带，也可以用多根环带。带质可以是帆布带、橡胶带、钢带以及金属网带。带宽0.5-3米，一般输送带可以用来作为并流干燥，金属网带则可以用来设置错流干燥。适合于大规模自动化生产。 图8.10所示单带式干燥器用金属网带或多孔板铰接的链板带氶载物料，物料依靠加料口的布料器均匀散布在带上，经干燥后，至带的另一端排出。一般单带不可能很长，所以

19、只适用于要求干燥时间较短的物料。,图8.10 单带错流式干燥器示意图,第八章 固体的干燥,图8.11是一种多层带式干燥器，可以减少带式干燥器的总长度，节约占地面积，增加干燥的时间。与此同时当物料从上层带翻落到下一层带时，起到翻拌的作用，有利于干燥的速度和均匀度。输送带的长度和输送速度决定于待干燥的物料量和所需干燥时间。,图8.11 多层错流式干燥器示意图,1,卸料旋转阀；2，水洗或干刷；3，风机；4，排气管；5，输送机；6，加料口,第八章 固体的干燥,图8.12是另一种形式的多带式干燥器，在长方形干燥室1中，运输带2套在转滚3上，由传动装置带动按需要的方向运转，在运输带下面装有若干支承轮4，使

20、运输带在运动时拉紧而不致下坠。 干燥时，湿物料从进料器6进入掉落在最上一根运输带上，自左端运送至右端后，则掉落到下一根运输带上。此根运输带的运动方向与上一根运动方向相反，故将被干燥物料从右端运送至左端。物料在运送并与热空气直接接触后，不断进行干燥，最后从下一根带的左端掉入卸料室内。 空气由送风机送入干燥器内，先经翅片管式预热器（用蒸汽作载热体），加热后与物料成逆流或错流接触，进行干燥。热空气在在干燥器中的流动速度约需3米/秒，而运输带的速度仅为0.3-0.5米/秒，可以保证干燥的顺利进行。废气从干燥器的左上端出口排出。,图8.12 多带式干燥器,1，干燥室；2，运输带；3，转滚；4，支氶轮；

21、5，蒸汽翅片管式预热器；6，送料器,第八章 固体的干燥,还有一种带式干燥器，见图8.13，在链带上带有翻板。这种运输带由十分紧密的金属（如不锈钢）旋环形网所构成，其紧密程度须能不让被干燥物料掉落人孔隙间，以免阻塞热空气的通过。沿着金属网的全长镶着突出的边缘，以防止物料向网外散开。这种金属网带为平板形式，装在金属架上的平板，以铰链方式联结在一起。带上每一板都具有突出的板头，沿导带路轨向前运动，此种导带路轨在星形轮前有缺口，带板移动到星形轮前即随着缺口而转动90度，物料则掉落在已经绕过星形轮的运输带板上，而作相反方向的运送。由于有这种翻板的装置，运输带的整个长度都被利用了。 在这种干燥器中，热空气

22、从通道4平行地由下而上与物料成错流方向流动，故干燥效率高。,图8.13 带有翻版的带式干燥器,1，干燥室；2，链式运输器；3，翻板； 4，热空气进入通道； 5，废气排出口；6，干燥物料运输器,第八章 固体的干燥,第八章 固体的干燥,（2）回转式干燥器 回转干燥器亦称转筒式干燥器，由稍作倾斜面转动的长筒所构成。湿物料和干燥介质在筒内接触，而达到干燥的目的。此类干燥器广泛应用于颗粒物料的干燥。最方便的干燥介质是热空气，也可应用烟道气或其他气体。根据干燥介质和湿物料之间的传热方式，此类干燥器又可分为三种： 直接转热干燥器，在器中干燥介质与湿物料直接接触而传给热量， 间接传热干燥器，在器中干燥所需要的

23、热，由干燥介质经过器壁传给热量， 复式传热干燥器，在器中一部分热的传给由干燥介质与湿物料的直接接触，而其余部分所需的热，则通过间接方式，亦即经过器壁面传给湿物料。上述三种方式的传热，各自适用于不同情况和不同条件。对需要洁净而不能允许尘埃侵入的物料，宜采用间接传热方式；对可以耐受高温而且可以允许少量尘埃感染的物料，可采用烟道气加热或直接传热方式；复式传热干燥器则适用于经干燥操作后容易发生大量粉尘的物料。,第八章 固体的干燥,直接传热回转干燥器为此类干燥器中应用最广泛的，见图8.14。 干燥器是由薄钢板制成的转筒，其长度与直径之比通常为4-8，转筒外壳上装有二个轮箍，整个转筒的重量是通过轮箍传递到

24、支承托轮7，而在托轮上滚动，转筒由齿轮6传动，而齿轮的传动则由装于减速箱5输出轴上的小齿轮为之，转筒的转数一般为每分钟1-8转。转筒的倾斜度与其长度有关，可从0.5-6，对于越不易干燥的物料，其倾斜度越小。为了防止转筒的轴向串动，在轮箍的两旁装有挡轮8，挡轮是与托轮装在同一底座上的。,图8.14 直接传热回转干燥器,1，炉灶；2，加料器；3，转筒；4，马达；5，减速箱；6，传动齿轮 7，支承托轮；8，挡轮；9，密封装置,第八章 固体的干燥,干燥时，用煤或柴油在炉灶1中燃烧后产生的烟道气直接送人转筒，烟道气与湿物料的运动方向成并流。并流的优点在于湿物料从加料器2加入时即与高温的烟道气相遇，干燥速

25、度快，而当干物料在干燥器另一端排出时，则与温度较低的烟道气相遇，不会因温度损伤已干燥的物料。当然需要时，可用经预热的空气作为干燥介质。,第八章 固体的干燥,在转筒内装有分散物料的装置，称为抄板。抄板的形式很多，如图8.15所示。 抄板可以使物料均匀地分布在转筒截面的各部，而与干燥介质很好地接触。因而使干燥面积增大。对于大块和易于粘结的物料，可采用升举式抄板，如图中（a）；对于比重大而不脆的物料，可用四格式抄板；对于较脆的小块物料可用十字架或架形抄板；对于很细的颗粒而易引起粉末飞扬的物料，可采用分隔式（扇形）抄板。 抄板可以分布在整个转筒内。也可以在转筒进口端的1-1.5米处，先装上螺旋形抄板，

26、使加入的湿物料作更好的分布。而在其出口端1-2米处不装任何抄板，以免干燥介质在离开干燥器时带走很细的物料颗粒。,图8.15 抄板的各种形式,a,升举式；b，四格式；c，十字形； d，架形 e，套筒式；f，分隔式（扇形）,第八章 固体的干燥,图8.16所示是一台间接传热的回转干燥器，干燥器的外壳1内装有一同心圆筒2，由连接管3使内圆筒与外壳及炉壁间的外环隙相通。烟道气由炉膛发生后，沿外壳与炉壁间的外环隙从左到右流动，然后折入内圆筒，从右到左流动，最后经送风机6排出。湿物料在外壳与内圆筒间的内环隙从左到右移动，而空气则由相反方向通过，最后经送风机7排出。,图8.16 间接传热的回转干燥器,1，外壳

27、；2，内圆筒；3，连接管；4，炉壁；5，炉膛； 6，烟道气排出机；7，空气排出机,第八章 固体的干燥,复式传热的回转干燥器与上述两种不同之处，在于使烟道气先通过间壁将热传给物料，而后才进入转筒再与物料直接接触。在此种干燥器中。干燥介质的消耗量较少，因而被带走的细微颗粒亦少，适用于干燥时易发生许多粉末的物料。 直接传热回转干燥器的产品照片如下： 转筒干燥器是处理物料量较大的一种干燥器，工业上采用的转筒直径约为1-3米，转筒长度最长可达30米，湿物料在筒内的填充系数约为0.1-0.2，转筒干燥器的体积蒸发强度约在0.0015-0.01公斤/米3*秒。,第八章 固体的干燥,第八章 固体的干燥,（3）

28、滚筒式干燥器 当干燥稠厚物料而物料又不能承受长时间的干燥时，则可采用滚筒式干燥器。滚动式干燥器有单滚筒式和双滚筒式两种。滚筒内通有加热蒸汽，滚筒可部分地浸没在稠厚的悬浮液中（称为浸没加料），或者将稠厚的悬浮液喷洒到滚筒的上面（称洒溅加料）。当滚筒缓慢地回转时，被干燥物料呈薄膜状附着于滚筒外面而进行干燥。当滚筒回转3/4到7/8转时，物料的干燥已达到所需要的程度，然后利用刮刀将干料刮下。滚筒的转速须视具体情况而定，一般为每分钟2-8转，其上的薄膜层厚度为0.1-1毫米。 图8.17所示为单滚筒式干燥器，滚筒2在槽1内回转，槽内的悬浮液是利用泵7从贮料槽6打入。热空气沿着外壳3的内层从左下角流过，

29、与滚动的转动方向相反。已干燥的物料薄膜层可利用刮刀4从滚筒上刮下，由螺旋运输器5运走。,图8.17 单滚筒式干燥器,1，槽；2，转滚；3，外壳；4，刮刀； 5，螺旋运输机；6，贮料槽7，泵,第八章 固体的干燥,图8.18所示为双滚筒式干燥机，在该机中湿物料用洒溅加料法由上面加入，干物料的厚度用两滚轮间的空隙来控制，空隙越大则物料越厚，亦即干燥器的产量越大。 滚筒式干燥器的生产能力，可用每平方米的滚筒面积于一小时内所能蒸发的水分量（公斤）来表示，称之为面积干燥强度。一般单滚筒干燥器的尺寸，其直径为0.6-1.5米，长1-4米。当滚筒内的蒸汽压强为0.1-0.2MPa时，干燥强度为15-35Kg

30、/*h，若增加到0.3-0.4 MPa时，其值可达到30-50 Kg /*h。双滚筒式的干燥强度要略低于单滚筒式的干燥器。在滚筒式干燥器中，蒸发每一公斤水分约需1.2-1.5公斤蒸汽。 对某些稠厚糊状物料，经过滚筒式干燥器干燥后，如还容易自行粘合，可再用带式干燥机进一步作干燥处理。,图8.18 双滚筒式干燥器,1，外壳；2，滚筒；3，刮刀,第八章 固体的干燥,（4）气流式干燥器 图8.19所示为气流干燥器的操作流程示意图。它的主要设备是直立圆筒形干燥管，热空气进入干燥管底部，将加料器连续送入的湿物料吹散，并悬浮其中。介质速度应大于湿物料最大颗粒的沉降速度，于是在干燥器内形成一个气、固间进行传热

31、、传质的气力输送床。一般物料在干燥管中的停留时间约0.5-3秒，干燥后的物料随气流进入旋风分离器。产品由下部收集，湿空气经袋式过滤器（或湿法、电除尘）回收粉尘后排出。 气流干燥器适宜于处理含非结晶水及结块不严重又不怕磨损的粒状物料。对粘性和膏状物料，采用干料返混和螺旋式加料装置也可正常操作。,图8.19 气流干燥器流程,1，加料斗；2，螺旋加料器； 3，干燥管；4，风机； 5，预热器；6，旋风分离器； 7，湿式除尘器,第八章 固体的干燥,气流干燥器的优点是： 气固间传递表面积大，体积专递系数高、干燥速率大。一般体积蒸发强度可达0.003-0.05 Kg /m*h； 接触时间短，气固并流操作，可

32、以采用高温介质，对热敏性物料的干燥尤为适宜； 由于干燥伴随着气力输送，减少了产品的输送装置； 装备相对简单、占地面积小、运动部件少、易于维修、成本费用低。 缺点是，这种干燥器必须配有高效能的粉尘收集装置，否则尾气携带的粉尘将造成很大的浪费和对环境的污染。尤其对有毒物质，不宜采用这种方法。,第八章 固体的干燥,为了适应较宽粒度范围湿物料的干燥和增大干燥强度，干燥管的结构有多种变形，如图8.20为脉冲式气流干燥管，可使物料在气流中不断地改变相对运动速度，以增大传递系数，提高干燥速率。,图8.20 QG 脉冲气流干燥机,第八章 固体的干燥,（5）喷雾干燥器 在喷雾干燥器中，将液态物料 通过喷雾器分散

33、成细小的液滴， 在热气流中自由沉降并迅速蒸发， 最后被干燥为固体颗粒与气流分 离。 喷雾干燥流程中的主要设备包 括：直立圆筒式干燥室、雾化器、 干燥介质加热器、输送设备及气 固分离设备。热气流与液滴可以 并流、逆流或混合流的方式进行 接触。图8.21为常用的喷雾干燥 流程图。热空气与喷雾液滴都由干燥器顶部加入，气流作螺旋形流动旋转下降，液滴在接触到干燥器内壁前已完成干燥过程，大颗粒收集到干燥器底部后排出，细粉随气体进入旋风分离器分出。废气在排空前经湿法洗涤塔（或其他除尘器），以提高回收率，并防止污染。,图8.21 喷雾干燥流程图,第八章 固体的干燥,图8.22 下喷上式喷雾干燥流程图,第八章

34、固体的干燥,喷雾干燥机的分类方法很多，除按气液流向可分为并流式、逆流式和混流式外；按雾化器的安装方式可分为上喷下式、下喷上式；按雾化器的结构可分为离心式、压力式和气流式；按加热气体是否循环可分为开放式、部分循环式和密闭式。 喷雾干燥具有下列优点：在高温介质中，干燥过程极快，而且颗粒表面温度接近于湿球温度，非常适宜于处理热敏性物质；处理物料种类广泛，如溶液、悬浮液、浆状物料等；喷雾干燥可直接获得干燥成品，可省去蒸发、结晶、过滤、粉碎等多种工序；能得到速溶的粉末和空心的颗粒；过程易于连续化、自动化。 缺点是：干燥器体积大，传热系数低，能耗大，对细粉料产品还需要设置袋式除尘器等后续分离系统。,第八章

35、 固体的干燥,下面是两种已生产的喷雾干燥器： YPG压力式喷雾造粒干燥机 本机组是一种可以同时完成干燥和造粒的装置。按工艺要求可以调节料液泵的压力、流量、喷孔的大小，得到所需的按一定大小比例的球形颗粒。 本机组工作过程为料液通过隔膜泵高压输入，喷出雾状液滴，然后同热空气并流下降，大部份粉粒由塔底排料口收集，废气及其微小粉末经旋风分离器分离，废气由抽风机排出，粉末由设在旋风分离器下端的收粉筒收集，风机出口处还可以装备二级除尘装置，回收率在96-98%以上。,图8.23 YPG压力式 喷雾造粒干燥机,第八章 固体的干燥,本机组与物料接触部分的塔体、管道、分离器的材料，均采用SUS304制作。在塔体

36、内部与外壳之间有足够的保温层，填充材料为超细玻璃棉，塔体设有观察门、视镜、光源及控制仪表，由电器控制台控制和显示。 本机组的热源装置采用蒸汽加热或电加热器，具有操作方便、启动快、 结构紧凑、热风干净清洁等优点。 干燥速度快，料液经雾化后表面积大大增加，在热风气流中，瞬间就可蒸发95-%-98%的水份，完成干燥的时间仅需十几秒到数十秒种，特别适用于热敏性物料的干燥； 所得产品为球状颗粒，粒度均匀，流动性好，溶解性好，产品纯度高，质量好； 操作简单稳定，控制方便，容易实现自动化作业。,第八章 固体的干燥,LPG 系列高速离心喷雾干燥机 LPG系列高速离心式喷雾干燥机是一种适 用于乳浊液、悬浮液、糊

37、状物 、溶液等液体干燥的专用干燥设备。在聚合物和树脂类；染料、颜料类； 除锈剂、杀虫药类；碳水化合物、乳制品类；洗涤剂和表 面活性类；肥料类；有机化合物、无机化合物液体物料的干燥上，表现得 尤为出色,图8.24 LPG 系列高速离心喷雾干燥机,第八章 固体的干燥,工作原理 见图8.25，空气通过过滤器和加热器，进入干燥器顶部的空气分配器，热空气呈螺旋状均匀进入干燥。料液由料液槽经过滤器由泵送至干燥器顶部的离心雾化器，使料液喷成极小的物状液滴，料液和热空气并流接触，水份迅速蒸发，在极短的时间内干燥为成品。成品同干燥塔底部和旋风分离器排出，废气由风机抽出排出。,图8.25 LPG 系列高速离心喷雾

38、干燥机工作流程,1，空气过滤器；2，料斗；3，莫诺泵（mono-pump）； 4，蒸汽加热器； 5，电加热器；6，雾化器； 7，热风分配器；8，干燥塔；9，风机； 10，调风螮阀；11，旋风除尘器,第八章 固体的干燥,（6）流化床干燥器 流化床干燥器又名沸腾床干燥器，是流态化技术在干燥中的应用。在干燥中把气流速度控制在一定的范围内，既保证物料的运动和汽化表面的更新，物料又不致被气流带出。在流化状态下，颗粒在热气流中上下翻动，互相碰撞、混合，颗粒与气流两相的接触面积很大，而且气流边界层湍流化，强化了传热和传质过程，达到了干燥目的。 流化床干燥器的种类很多，有单层流化床干燥器、多层流化床干燥器及卧

39、式多室流化床干燥器。 图8.26所示为单层流化床干燥器。湿物料由床层的一侧加入，由另一侧导出。热空气由下方通过多孔分布板均匀地吹入床层，进行干燥后，由顶部导出，经旋风分离器回收其中夹带的粉尘后排出。流化干燥大多是连续操作过程，颗粒在床层的平均停留时间如只蒸发表面水分约为0.5-2分钟，如果水分干燥包括内部扩散时约为15-30分钟。,图8.26 单层圆筒流化床干燥器,第八章 固体的干燥,氯化铵沸腾干燥流程图,第八章 固体的干燥,由于床层中颗粒的不规则运动，会引起返混“短路”现象，每个颗粒的停留时间是不相同的，这会引起产品质量不均匀，为此采用如图8.27所示的多层式流化床干燥器和图8.28所示卧式

40、多室流化床干燥器。在多层流化床干燥器中，湿物料逐层下落，自最下层连续排出。在卧式多室流化床干燥器中，流化床的横截面为长方形，器内用垂直挡板分隔成多室，挡板下端与多孔板间留有几十毫米的间隙，使物料能逐室通过最后通过堰板而卸出。热气体分别通人各室，因此各室的气体温度、湿度和流量均可以调节。如第一室的物料较湿，热气体的流量可以大些，最末室可以通入冷气体以冷却干燥产品。,图8.27 多层流化床干燥器,第八章 固体的干燥,图8.28 卧式多室流化床干燥器,第八章 固体的干燥,流化床干燥器的优点是结构简单、造价低、操作与维修均较方便；物料在干燥器内停留时间比在气流干燥器内长，而且可以任意调节；气固接触好，

41、传热和传质速率高，能得到较低的最终含水量；空气的流速较小，物料与设备的磨损较轻；热效率高，对于非结合水分的干燥，可达60-80%，对于结合水分的干燥，可达30-50%。 流化床干燥器适用于处理粒径在30-6000微米的粉粒状物料，而且要求物料不会因水分较多而引起显著结块。对被处理物料的含水量，要求粉状的在2-5%，颗粒状的在10-15%，若含水量过高，物料的流动性差，这时可以掺入部分干料，以防止结块。,第八章 固体的干燥,下面为卧式多室振动流化床干燥器和单层圆筒流化床干燥器实物图： GZQ 系列卧式振动流化床干燥机 工作原理 物料自进料口进入机内，在振动力作用下，物料沿水平流化床抛掷向前连续运

42、动，热风向上穿过流化床同湿物料换热后，湿空气经旋风分离器除尘后由排风口排出，干燥物料由排料口排出。,图8.30 GZQ 系列卧式振动流化床干燥机,第八章 固体的干燥,图8.31 GZQ 系列卧式振动流化床干燥机结构和工作流程图,第八章 固体的干燥,GFG 型高效沸腾干燥机 特点 流体床为圆形结构避免了死角；床内设置搅拌，避免了潮湿物料的团聚及干燥过程中形成沟流；顶置布袋过滤器为抗静电特种纤维，操作安全；翻倾卸料，方便迅速彻底；密封负压操作，按GMP规范设计；本机亦可按要求进行自动进出料设计制作。,图8.32 GFG 型高效沸腾干燥机,第八章 固体的干燥,4，连续式减压干燥器 减压滚筒式干燥器如图8.33所示。 这类干燥器与常压滚筒式干燥器相似，只是在器外加一密封外壳，其上端与真空泵相连，下端则借螺旋卸料器将已干燥物料运送到干物料储存处。,图8.33 减压滚筒式干燥器 1，滚筒；2，加料槽；3，刮刀； 4，斜壁